Для чего вы регулировали шторкой входной сигнал? Чтобы выровнять амплитуды для компараторов (фазометра) и ОУ не искажал фазу?
Может правильно не мучить точность фазы а увеличить частоту модуляции света?

Да, чтобы сигнал фотодиоде был одинаковый. Без регулировки усиления точность получалась около 10 см.
Я пробовал регулировать чувствительность усилителя, меняя напряжение на втором затворе транзистора (см. схему), но из-за возникающих при этом помех ничего не получилось.
Насколько я помню, на близких расстояниях усилитель вообще перегружался, что тоже портило точность.
Все-таки для нормальной работы дальномера желательно иметь АРУ, и скорее всего сигнал с АРУ (уровень усиления) нужно также оцифровывать и учитывать при вычислении реальной разности фаз.

Так и делают в приличных дальномерах - в hokuyo используют две частоты около 50 мгц, в рулетках - более 400 мгц.
Вся проблема - усилить сигнал на такой частоте. Тут уже не всякий фотодиод справится, и усилитель собрать на такую частоту - уже проблема.
Я уже плохо помню, что я пробовал делать 2 года назад, но вроде бы при попытке увеличить частоту до 15-20 МГц у меня сильно падала амплитуда сигнала на выходе усилителя. Может сам лазер плохо модулировался, может советский фд-256 уже не справлялся, а может усиление сильно падало, а скорее всего, все эти факторы складывались.
Чтобы экспериментировать с высокими частотами, неплохо бы иметь готовый качественный высокоскоростной модуль фотоприемника со встроенным усилителем. А то я даже не могу толком оценить АЧХ лазерного излучателя.

А почему выбрали изменение амплитуды принимаемого сигнала а не изменение эталонного?
Например передавать эталонный сигнал на один фотодиод на который приходит и слабый сигнал чтобы были равные искажения. Включая и выключая светодиод и лазер подобрать одинаковый уровень сигнала который проходит один и тот же усилитель. В итоге две амплитуды равны, одинаково искажены фотодиодом и усилитель с постоянным коэф.

Не думали над заменой механической шторки на оптическую?
Например экзотику вроде ячейка Керра/Покельса. Возможно будет выглядеть как стержень из стекла на двух сторонах которого просто фольга и подводим ВЧ сигнал правда порядка киловольт. Может поскольку усилитель есть то напряжение может будет порядка 100 вольт или даже меньше это неизвестно нужен эксперимент. Если эту тему развить можно сделать и очень быстрый модулятор света и еще увеличить точность.

Это-то я этой идеи не понял. Модуляция эталонного сигнала предполагается? Если да, то эталонный светодиод зажигать одновременно с лазером?

Каким образом?


Ну это совсем уж странный дальномер получается, шторка - это было просто "quick and dirty" решение, в промышленных дальномерах хорошо справляется АРУ.

LED-драйверы MOSO - надежные решения для индустриальных приложений

Продукция MOSO предназначена в основном для индустриальных приложений, использует инновационные решения на основе более 200 собственных патентов для силовой электроники и соответствует международным стандартам. LED-драйверы MOSO применяются в системах наружного освещения разных отраслей, включая промышленность, сельское хозяйство, транспорт и железную дорогу. В ряде серий реализована возможность дистанционного контроля и программирования работы по заданному сценарию. Разберем решения MOSO
подробнее>>

Не знаю пролезет ли такая ссылка
http://www.aliexpress.com/item/New-arri ... 9395b80077

SW-M40 40m laser distance meter laser rangefinder accuracy 2mm Maximum measuring distance 40m
US $23.64
Free Shipping to Ukraine via AliExpress Standard Shipping

Цена на лавинный фотодиод в 2 раза больше.
Есть ли смысл заниматься разработкой дальномера?

LED-драйверы MOSO – надежные и качественные ИП в линейке поставок КОМПЭЛ

Представляем LED-драйверы MOSO для наружного и внутреннего применения, работающие в режимах стабилизации мощности, тока или напряжения. В ряде серий реализована возможность дистанционного контроля и программирования работы по заданному сценарию. LED-драйверы MOSO применяются в системах наружного освещения разных отраслей, включая промышленность, сельское хозяйство, транспорт и железную дорогу. Продукция компании характеризуются оптимальной стоимостью, высокой надежностью и необычно большими сроками гарантии.
Подробнее>>

Все же не в два раза, а за 15$ и меньше можно найти.
Разработкой дальномера стоит заниматься, если хочется скорости - из рулеток больше 3-10 Гц не выжать.

Фишка в скорости измерения самодельного и его цене =)). На каком-то форуме разбирали дальномер похожий и скорость замера вроде не больше 50 в сек.

Я кидал ссылку в первых постах на самодельный на МК на 5000 замеров в сек.
В инете видел вроде на 300 оборотов на 360 точек 10 метров. Вроде триангуляционный.
Правильный фазовый сделает обоих =).

Два сигнала:
С1 принимаемый слабый пятно на стене.
С2 то что использует фазометр с генератора эталон.

Вы меняли механически амплитуду С1 чтобы в итоге был равен амплитуде С2. Требование компараторов например +5 вольт макс.

А если менять С2 чтобы был равен амплитуде С1?
Например ОУ усилил С1 до 1 вольта( он же без АРУ как усилил таки есть).
Подбираем амплитуду С2 чтобы была равна С1(требование фазометра).
Теперь есть два синуса по 1 вольту С1 и С2 меряем фазу. Либо компараторам менять уровень лог1 лог0 пороги срабатывания в фазометре либо аналоговый замер фазы. Либо с АЦП.

Фишка в том, что вы применяли серво и большую пластину крутили физически чтобы амплитуда С1 в итоге была равна уровню С2 и годной для компараторов.

А если светодиодом( к примеру, или прям сигналом в схеме) подбирать уровень то ничего не нужно двигать .Искажения фазы не будет.
Определенно тут есть подводные камни =)).

Если вы будете светить светодиодом с эталонной частотой на фотоприемник, то отраженный свет на нем свет будет складываться со светом от светодиода. В результате на выходе фотодиода будет уже не синус, а фиг знает что (вплоть до постоянного напряжения, если сигналы придут в противофазе).
У меня в экспериментах очень большой проблемой стало пролезание опорного сигнала от лазера на усилитель, даже слабый сигнал ухудшал точность. Различные доработки экранирования помогли.

По поводу изменения порога компаратора сработает но это сложно.
А если откалибровать ОУ с АРУ. Зная коэф управляющий усилением сделать график искажение фазы\усиление или строить по близким точкам интерполяционным полином.

Мужики! Незнаю может это офтоп. Тогда заранее извеняюсь.

Спойлер

Предлагаю на обсуждение такой метод. Сигнал с фотодиода запустить на усилитель с глубокой АРУ. За тем этим сигналом модулировать лазер. Возникнет ПОС которая приведёт к генерацыи колебаний частота которых пропорцыональна расстоянию до обьекта.

Что скажите?

Похожий viewtopic.php?p=2651248#p2651248

Сылка будет?

Попробовал реализовать дальномер с гетеродинным преобразованием по этой схеме. Вот, что из этого получилось рис 1.[img][img]http://img.radiokot.ru/files/102339/thumbnail/lv2354eqk.jpg[/img][/img] Моей целью являлось не создание рабочей модели, а проверка работоспособности этой схемы. Лазер использовал от лазерной указки за 40р. Он очень хорошо модулируется до 10МГц. Пробовал модулировать до 15МГц, но яркость начинает уменьшается, правда уменьшается и напряжение на выходе микросхемы, возможно лазер будет хорошо модулируется и на более высоких частотах, если применить более скоростной логический элемент. Масштабную и гетеродинную частоты подавал от двух генераторов Г4-102 и устанавливал около 10 МГц. Разностную частоту устанавливал 3-3,5 КГц. На элементе DD2.3 собран смеситель опорного канала. Преобразованный сигнал с фотодиода через ФНЧ и усилитель на двух ОУ DA1 и DA2 подается на компаратор DA3. Сигнал опорного канала и сигнал с выхода компаратора подавал на осциллограф для измерения сдвига фазы. Никакой оптики не использовал. Сигнал отражал зеркалом на подставке. Попасть лучом в фотодиод сложно, но можно. Уровень сигнала на выходе DA2 при максимальной засветке (с расстояния 20 -50 см.) составляет 0,3-0.5 В. Уровень шумов и наводок при затемненном фотодиоде составляет около 2 мВ. Измерял изменение фазового сдвига при изменении расстояния на 3-4см. Хотя фаза от некварцованных генераторов и не стабильна, изменение фазового сдвига есть, и он соответствует изменению расстояния. Дрожание фазы в пересчете на расстояние составляет 1-1,5 см. При кварцованных генераторах и лучшем монтаже это дрожание должно уменьшится. Так, что вроде как все работает. По поводу наводки. При затемненном и даже отключенном фотодиоде на выходе усилителя присутствует сигнал разностной частоты амплитудой примерно 1.5мВ. Насколько я смог определить, этот сигнал образуется при преобразовании наводки с масштабной частотой на выходных каскадах элемента DD3.3 (а возможно и где-то еще). Поэтому на выходе этой микросхемы хорошо бы включить фильтр, вырезающий разностную частоту. Первоначально пробовал включить фотодиод как на рис.2. В таком включении, когда на выходе логического элемента уровень нуля, фотодиод начинает работать в фотогенераторном режиме и направление тока в нагрузочном резисторе совпадает с тем, когда фотодиод работает фотодиодном режиме при высоком уровне на выходе логического элемента. В результате преобразованный сигнал очень мал, и от этой схемы пришлось отказаться. Попробовал вариант с внешним пассивным смесителем на диоде (рис.3). [img][img]http://img.radiokot.ru/files/102339/thumbnail/lv25e4lrg.jpg[/img][/img]Сигнал на выходе получается в полтора два раза больше, чем при преобразовании непосредственно на фотодиоде. При этом уровень шумов и наводок меньше раза в два. Так что внешний пассивный смеситель вроде как показал лучшие результаты. В обеих вариантах сдвиг фаз зависит от амплитуды сигнала. Думаю, что устранить эту зависимость практически невозможно. Насколько я понял, в советских дальномерах уровень оптического сигнала при коротком замыкании устанавливается точно такой, какой был при измерении расстояния с помощью регулируемой диафрагмы. Это устраняет влияние зависимости фазы от амплитуды. Непонятно, как это сделано в лазерной рулетке. Наверное, уровень сигнала регулируется поворотом шторки.[/quote]

Поэкспериментировал со своей схемой, хотел кое- что сказать может, кому пригодится.
Различные участки площади перехода лазерного диода начинают светиться при разных напряжениях. Так как фронт модулирующего сигнала имеет конечную длительность, это приводит к тому, что различные участки площади светового луча имеют разную начальную фазу (называется фазовая неоднородность модулирующей частоты). В итоге, результат измерения зависит от того, какая часть отраженного луча попадает на фотодиод. Для уменьшения этой погрешности нужно увеличивать частоту модуляции. У меня, при частоте 10 Мгц получилось погрешность порядка 3-5 см. Думаю, что именно по этой причине, для получения точности порядка 1мм. частоту модуляции в лазерных дальномерах выбирают порядка 300-400 Мгц. Если бы на фотодиод падала вся площадь отраженного луча, этой погрешности не было бы. Пробовал использовать фотодиод от пульта ДУ телевизора. У него очень большая площадь светочувствительной поверхности. Но оказалось, что фаза очень сильно зависит от того, на какой участок светочувствительной поверхности попадает луч. В пересчете на расстояние изменение фазы получилось 10-15см. Таким образом, отраженный луч должен попадать в одну и ту-же точку светочувствительной поверхности. В промышленных дальномерах для этого сигнал на ФЭУ подают через отрезок световода.

iliasam для определения фазового сдвига Вы применяли цифровой синхронный квадратурный фазовый детектор. Не очень понятно, в чем состоит достоинство данного метода. Наиболее просто и точно определять фазу по моменту перехода сигнала через ноль. Этот момент в наименьшей степени зависит от амплитуды сигнала. В большинстве фазометров для этой цели используется компаратор.

Схему покажете? Замер фазы при переходе через ноль не требует равных амплитуд Опорный и Принятый? Как боролись со сдвигом фазы в ОУ при усилении на ВЧ?
Я так понял проблема замера была в том что уходила фаза Принятый если ставить АРУ для ВЧ ОУ.
Вот наподобие такого:
Разность фаз физически постоянна. А изза разного уровня сигнала искажения.

А если не ставить АРУ то компараторы требовали равность уровней сигнала Опорный и Принятый что автор дальномера решал постоянный коэф усиления ОУ и подбирая уровень входного сигнала двигая заслонкой через серво. Так и не могу найти как этот простой вопрос решали всегда в разных отраслях электроники. В теме цифрового фазометра ВЧ опять советуют квадратурный ..прям сговор. Фазовая модуляция одна из первых и как решался этот вопрос без ЦОС на 5 деталях не понятно…